這個問題看似簡單，卻足足困擾了人類200年。
In Paradisum (在天堂里) (Requiem Op. 48|1893 version, ed. John Rutter)Choir of King's College;English Chamber Orchestra;José-Luis Garcia;Peter Barley - 100 Best Classics On (CD6)夜晚的天空中除了數(shù)千顆閃亮的恒星，背景一片黑暗
寂靜的深夜，每當我們抬頭仰望天空，只能看到漆黑一片。那么，夜晚的天空為什么是黑色的呢？這個問題看似簡單，卻足足困擾了人類200年。
一切要從我們怎樣看見物體開始講起。光線進入我們的眼睛后，通過晶狀體折射成像在視網膜上，連接視網膜的視覺神經再把這些信號報告給大腦，我們就看到了這個紛繁復雜的世界。無論是能夠發(fā)光的手機屏幕、路燈等，還是能夠反射光線的書本、桌椅、樹木等，當它們的光線傳到我們的眼睛時，就會在我們的腦海中呈現(xiàn)對應的影像。
在浩瀚的宇宙中，我們能看到北斗七星、月球等天體，也是基于同樣的道理。不過，因為它們與地球之間存在一定的距離，光線從發(fā)出到傳到我們的眼睛需要一定的時間。
以太陽為例，太陽光從太陽表面射出后大約需要8.3分鐘才能到達地球。如果某顆星與我們距離過遠，而光速是有限的，它發(fā)出的光就沒有足夠的時間到達我們的眼睛，我們也就無法看到它。宇宙誕生于約138億年前的大爆炸，在有限時間內，大量遙遠恒星的光線還沒有到達地球，也就是說，光線沒有填滿整個宇宙空間，所以夜晚的天空看上去就是黑色的。
三角星系中許多恒星發(fā)出的光已經到達地球
夜空黑暗之謎通常被稱為“奧伯斯佯謬”，這一概念由德國天文學家海因里?！W伯斯傳播并普及。奧伯斯等學者認為，我們無法在夜空的每個角落看到恒星，恰恰證明了宇宙不可能是無限且永恒的：如果宇宙是無限的，天空中將綴滿恒星，而無限的時間足以讓恒星炫目的光芒到達地球，夜晚將和白天一樣明亮。
看似尋常的現(xiàn)象實際蘊藏著宇宙奧秘。
今天我們推薦的書是《宇宙的本質：夜晚的天空為什么是黑的》。許多類似的問題都可以在這本書中找到答案。比如宇宙是會永遠膨脹下去還是會坍縮為一個點？時間是從過去流向未來嗎？除了我們這個宇宙，還有其他宇宙嗎？宇宙中有沒有其他智慧生命呢？等等。
本書的脈絡從恒星的命運輪回開始，一直到到宇宙波瀾壯闊的終極宿命；在搜索地外生命方面又開拓出另一個維度，涉及相對論、多重宇宙、暴脹理論、量子力學等大量前沿領域。
時空中的奇點的示意圖。它既能描述坍縮中的黑洞，也能描述膨脹中的宇宙
宇宙的命運是很多朋友關心的問題。宇宙學家認為，當一個宇宙所擁有的質量產生的引力足夠對抗其膨脹時，我們稱之為閉合宇宙。反之，如果一個宇宙質量不大，引力就不足以降低其膨脹速度，我們稱這種宇宙為開放宇宙。除此之外，還存在一種特殊情況——平直宇宙（也稱平坦宇宙）。三者分別對應著宇宙最后的3種可能結局：坍縮、永遠膨脹、平衡。
斯蒂芬·霍金
基于這三種宇宙模型，科學界對宇宙的命運眾說紛紜，這些觀點中備受關注的當屬霍金的宇宙假說。20 世紀80 年代初，英國物理學家斯蒂芬·霍金提出了一種假說，認為宇宙是閉合的。他假設，宇宙必然沒有邊界（無論是在時間還是空間上都沒有“邊緣”）。這其實不難理解，假設我們能站在大爆炸發(fā)生的瞬間，就相當于站在地球的北極點上，這時，所有方向都是南方，空間上是沒有邊緣的。
同理，時間的每個方向也都走向未來?；艚鹫J為，這種宇宙的引力足夠大，膨脹將趨于停止，空間必然會在達到最大值之后朝著大擠壓的方向坍縮。在宇宙進入坍縮的半程之后，時間有可能會倒流。
在一個正在坍縮的宇宙之中，時間會倒流，因此水滴將從池塘里的漣漪處“向上飛起”
霍金的這一理論是以多世界概念為基礎的。“多世界”一詞，不禁讓我們聯(lián)想到很多影視作品，它們都引入了平行世界的概念，比如美國科幻電影《彗星來的那一夜》、Netflix燒腦德劇《暗黑》，還有各種穿越劇等等，都是以交錯的平行世界為背景，為我們講述了主人公的奇遇。你是否想象過，有一天你走在路上，另一個你自己會迎面走來呢？
由埃爾溫·薛定諤設計的思想實驗“薛定諤的貓”
平行世界是否存在則又是另一個熱門話題。這其實涉及量子多重宇宙的相關知識。我們都聽說過“薛定諤的貓”實驗。這個實驗是一個思想實驗，讓我們想象一下，把貓放入一個充滿毒氣的封閉盒子，貓存活和死去的概率各為50%。在打開盒子之前，我們不知道是死還是活。量子力學的標準詮釋認為，盒子里的貓屬于既死又活的疊加態(tài)，打開盒子時收縮成“活”與“死”中某一個本征態(tài)。而量子力學的多世界詮釋則認為，存在兩個世界，打開盒子時活著的貓和死去的貓分別存在于兩個平行世界。所以根據這一理論，有人認為這個世界的你正在看這篇文章，而另一個世界的你可能已經下單本書了。
甚大陣（Very Large Array，VLA）這樣的射電天文觀測站，將多個射電望遠鏡連接起來，以達到更大尺寸的設備的分辨率
前沿的宇宙研究成果，都經歷了一個艱難且漫長的探索過程。以測量天體距離的方法為例：最初，人們使用三角測量法進行天體測距，但這種測繪方法只能測量距地球較近的天體，如月球、火星。依巴谷衛(wèi)星這類空間探測器發(fā)射升空后，人類才開始以較高的精度測出諸多恒星與地球之間的距離。在光譜分析等測量技術的輔助下，恒星的大小、距離，乃至其構成、運動速度與質量等數(shù)據逐漸清晰。
隨著空間探索技術不斷取得新突破，天文數(shù)據日益完善，宇宙理論也不斷更迭。穩(wěn)恒態(tài)模型與大爆炸模型的競爭一度勢如水火，各自的支持者就宇宙中的物質怎樣被創(chuàng)造出來展開了激烈的爭論。最終，天文學家在使用射電望遠鏡與光學望遠鏡對太空進行探索后，證實了宇宙會隨時間推移發(fā)生變化這一觀點。穩(wěn)恒態(tài)終成“模型”，而大爆炸則成了經過證實的“理論”。
宇宙早期溫度極高，以奇點為中心不斷膨脹。隨著膨脹的進行，宇宙逐漸冷卻，產生質子、中子等粒子，進而形成氘和氦等原子核
目前人類了解的宇宙只是滄海一粟，隨著研究的深入，宇宙理論也需要不斷地修正。在建立宇宙模型時，即便是“最強大腦”愛因斯坦也難免出現(xiàn)失誤。愛因斯坦提出廣義相對論后，為了保證這個宇宙模型是靜態(tài)的，人為地創(chuàng)造了“宇宙學常數(shù)”這一概念，并引入了廣義相對論方程。然而，這一觀點在日后被證實是錯誤的，恰恰是宇宙學常數(shù)的引入差點毀了廣義相對論方程。愛因斯坦表示，這是自己一生中最大的錯誤。
愛因斯坦的廣義相對論為人類理解宇宙奠定了基礎
《宇宙的本質：夜晚的天空為什么是黑的》中收入了230余幅精美的圖片，包括由哈勃空間望遠鏡等拍攝的天文照片，向我們展現(xiàn)了震撼壯美的璀璨星空；同時也穿插有計算機模擬圖、天文學家肖像，以及大量示意圖，兼具知識性和極好的視覺體驗。
創(chuàng)生之柱
海山二（船底座η星）正在將物質向外拋射
其他智慧生命生存環(huán)境的模擬圖
一顆爆發(fā)中的恒星所發(fā)出的不斷擴張的激波（左側） 正在擠壓氣體塵埃云，并由此觸發(fā)新恒星的形成（右側）
不同波長的電磁輻射能穿透地球大氣層的不同深度
《宇宙的本質：夜晚的天空為什么是黑的》一書的作者是約翰·格里賓。約翰·格里賓是劍橋大學天體物理學博士，學術功底深厚，精通宇宙學知識，同時也是許多前沿理論的關注者，以及多部天文科普暢銷書作家，曾獲英國科學作家協(xié)會的終身成就獎。約翰·格里賓的著作在國內外都深受好評。作者《深奧的簡潔》一書更是獲得了樊登讀書創(chuàng)始人樊登博士的傾力推薦。
《宇宙的本質：夜晚的天空為什么是黑的》中文版由中國科學院紫金山天文臺專家審定，書中的所有專業(yè)知識和專有名詞都進行了詳細的核實，并根據最新的研究進展，加入了許多新鮮內容。為便于理解，中文版內還添加了一些專門針對中國讀者的注釋。
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